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碳纖維復(fù)合材料是石墨嗎?
碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)類似于人造石墨,是一種無序的石墨結(jié)構(gòu)。
碳纖維是一種由有機(jī)纖維碳化和石墨化得到的微晶石墨材料。
碳纖維復(fù)合材料是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料,比重不到鋼的1/4。碳纖維樹脂復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度一般在3500Mpa以上,是鋼的7~9倍,230~430Gpa的拉伸彈性模量也高于鋼。所以CFRP的比強(qiáng)度,即材料的強(qiáng)度與其密度之比,可以達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3鋼的比強(qiáng)度只有59Mpa/(g/cm3)左右,比模量也高于鋼。材料的比強(qiáng)度越高,構(gòu)件的自重越小,比模量越高,構(gòu)件的剛度越大。從這個意義上說,它預(yù)示著碳纖維在工程中廣闊的應(yīng)用前景。
縱觀多種新興復(fù)合材料(如高分子復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料)的優(yōu)異性能,很多人期待人類正從鋼鐵時代進(jìn)入復(fù)合材料廣泛應(yīng)用的時代。
碳纖維,顧名思義,既具有碳材料的固有特性,又具有紡織纖維的柔軟性和可加工性,是新一代的增強(qiáng)纖維。與傳統(tǒng)玻璃纖維(GF)相比,楊氏模量提高了三倍以上;與凱夫拉纖維(KF-49)相比,其楊氏模量約為KF-49的兩倍,不溶于有機(jī)溶劑、酸和堿,耐腐蝕性能突出。1981年,有學(xué)者將PAN基CF浸泡在強(qiáng)堿NaOH溶液中。30多年過去了,它依然保持著纖維形態(tài)。
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